การออกแบบเสายาว

เสายาว (Long Reinforced Concrete Columns or Slender Reinforced Concrete Columns) หมายถึง เสาที่มีความยาวถึงค่าที่เสาเมื่อรับน้ำหนักแล้วจะโก่งตัว เมื่อแรง P = 0 เสาจะเป็นเส้นตรง แต่เมื่อแรง P เพิ่มขึ้นเสาจะโก่งตัวเล็กน้อย หรือหากมีแรงตามแนวขวางดันที่กึ่งกลางของเสาทำให้เสาโก่งตัว ถ้า P ยังมีขนาดไม่มากเมื่อเอาแรง F ออกเสาจะกลับสู่สภาพเส้นตรงเหมือนเดิม แต้ถ้า P มีขนาดมากถึงค่าๆ หนึ่งเรียกว่า “น้ำหนักหรือแรงวิกฤต” (Critical Load) ถึงแม้ว่าจะเอาแรง F ออกก็ตาม เสาก็จะยังคงโก่งตัวไม่กลับสู่สภาพเส้นตรงเหมือนเดิม ซึ่งเรียกว่า การโก่งเดาะ (Lateral Buckling) เมื่อแรง P เลยค่าวิกฤติ Pcr เสาก็จะโก่งตัวมากขึ้นจนหักนั่นคือน้ำหนักวิกฤติ Pcr เป็นน้ำหนักสูงสุดหรือน้ำหนักประลัยของเสา ซึ่งสามารถตรวจสอบได้จากค่าอัตราส่วน “ความยาวต่อความกว้างของเสา” (l/t) ที่มีค่ามากกว่า 15 ดังนั้นในการออกแบบเพื่อป้องกันการโก่งเดาะ เราจึงต้องทำการคำนวณหาค่า “ตัวคูณลดกำลัง” (R) ซึ่งจะใช้ค่าที่น้อยกว่า 1 แต่ในกรณีที่ค่า R มากกว่า 1 ก็ให้ใช้เท่ากับ 1 (ออกแบบโดยวิธีหน่วยแรงใช้งาน : WSD)

ความสามารถในการรับน้ำหนักของเสายาว P’ = PR

    R = 1.07 – 0.008(l’/r) <=1
    l = ความสูงของเสา
    r = รัศมีไจเรชั่น (Radiud of Gyration)

ความยาวประสิทธิผล (Effective Length) สามารถจำแนกได้เป็น 4 กรณีดังต่อไปนี้

    Hing : Hing >>> K = 1 : l’ = l
    Fix : Free >>> K = 2 : l’ = 2l
    Fix : Fix >>> K = 0.5 : l’ = 0.5l
    Fix : Hing >>> K = 0.7 : l’ = 0.7l